狭小空间半地下室大型设备安装技术研究

吴昊

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

中国人民银行反洗钱监测分析中心项目，建筑业态主要为2座工业厂房。其中A幢厂房半地下室冷战机房设有2台大型蓄冷罐，厂房整体土建结构已完成后，再开始进行地下室蓄冷罐安装工作。若采用罐身板件预制、现场分片组焊的安装方式，其施工工期较长、现场作业安全质量隐患较大，故本次采用成品蓄冷罐进行整体吊运安装。

蓄冷罐体尺寸13.6m×4.2m×4.2m，单个罐体重达30t，共2台。由于冷战机房位于半地下室内部，缺少可将蓄冷罐直接吊装落位的平面洞口或汽车坡道等常规通道，只留有一个侧墙洞口作为设备水平运输通道。故本次需先利用大型起重设备从半地下室侧墙洞口将蓄冷罐送入地下室内，再考虑在地下室内部采用小型运输设备将蓄冷罐水平运输至设备基础、安装固定[1]。

2 设备安装各阶段技术分析及实施

2.1 第一阶段——罐体卸车、头部进洞

图1 第一阶段工况示意图

考虑蓄冷罐重量及场内道路、场地条件，先采用1台200t汽车吊站位于半地下室侧墙边施工道路上，将蓄冷罐从运输车上卸下，同时调整好位置将罐体端部垂直、居中对准半地下室侧墙洞口中心。由于汽车吊所在路面高出地下室地坪1.5m，为确保下阶段罐体水平移动顺利进行，此阶段需先行将罐体头部2m送入地下室侧墙洞口；地下室内提前备好1辆18t的叉车，用货叉接住罐体头部。

此阶段的施工难点：一是受限于侧墙运输洞口尺寸，对罐体初始对正定位，及水平移位控制进度要求较高；二是路面与地下室之间的1.5m的高差影响，需配置叉车作为前端受力支点保持罐体受力平衡。

200t汽车吊起重性能及地基承载力验算：汽车吊主臂长18.1m，起重半径10m，额定起重量66.5t；蓄冷罐重量30t，吊钩索具重量约0.5t，则吊机计算负载Q计＝1.1×（30+0.5）=33.6t＜66.5t。汽车吊支腿下铺设2.5×2.5×0.2m钢板，经计算最大支腿力N=451kN，451/（2.5×2.5）=72kPa＜80kPa，地基承载力满足要求。

吊点验算：在罐体中心两侧共焊接4个25mm厚成品吊耳作为设备吊点。单个吊耳轴向承载力为：N=fA=295×（160-60）×25=737.5kN=73.8t；取吊装系数 1.4、安全系数2.0，单个耳板轴向承载力为73.8t/1.4/2=26t。而蓄冷罐最大重量30t，共4个吊点，则单个耳板承受重量为30/4=7.5t＜26t，吊耳强度满足要求；

2.2 第二阶段——罐体整体进洞

由于地下室侧墙洞口限制，200t汽车吊的大臂已无法继续将蓄冷罐进一步送入洞内，故改用2台60t折臂吊对称站位于罐体两侧进行双机抬吊，每台折臂吊各设1根钢丝绳分别拉住罐体尾部侧边的吊点，单台60t折臂吊臂长及起重半径为7.5m，额定起重量21t＞15/2=7.5t，折臂吊安全度满足[2]。

罐体头部搁架在18t叉车上向前牵引，罐体尾部被2台折臂吊的折臂紧贴罐身抬起，以接近水平角度缓缓将整个罐体送入地下室洞口内。由于接近洞口存在已施工的设备基础高出地坪约200mm，故设备基础之间需采用碎料压实平整，上覆走道钢板作为防护。另外，考虑罐体保护及下一阶段水平运输工作，在罐身底部两侧各垫设一段型钢支座作为蓄冷罐初步卸入地下室洞口边的临时搁置点。

此阶段施工难点：一是罐体平移过程中实际姿态是头部略向下倾斜入洞，其重量分别向前端叉车支点和尾端折臂吊吊点进行动态分配，需保证此过程中前后支点的最大分配重量均不得超过允许承载力，叉车牵引速度和折臂吊跟进速度应平稳有序、协调一致，避免前后速率不一，导致一端支点所分配罐体重量超载；二是罐体直径大、重心高，为保证进入洞口过程中罐体的侧向防倾覆稳定性，两侧折臂吊在双机抬吊过程中，起勾、伸臂、落位、脱钩分解动作需保持高度同步性。

图2 第二阶段工况示意图

2.3 第三阶段——罐体水平移位至基础、安装固定

前阶段蓄冷罐在地下室侧墙洞口边缘的临时卸位点，至地下室冷战机房尚有20多米距离，需采取2台18t叉车进行水平运输。1台叉车货叉托住罐体头部，另1台叉车的货叉从侧身底部托住罐体，2台叉车同步抬起使罐体与底部临时型钢支座脱离。随后通过前后2台叉车逐步调整前进角度，将罐体沿计划路线水平移位至冷战机房的指定设备基础上，并完成最终安装固定[3]。

此阶段施工难点，主要是地下室狭小空间内进行运输各类障碍较多。地下室的标准柱网间距8.4m，底板顶面至梁底净高4.8m，而罐体长达13.6m，直径达4.2m，故其考虑转弯半径的运输操作空间原本就已十分局促；加之地面存在凸出的设备基础、顶棚存在下挂的管线桥架，以及部分已施工的砌体、构造柱，整个罐体室内移位过程中需特别注意对已完工程的保护工作，也要避免各类障碍物碰撞罐体或叉车造成罐体倾覆，确实无法避让的障碍物则必须提前拆除、清理到位。

图3 第三阶段工况示意图

3 技术总结

总结本次狭小空间地下室内大型蓄冷罐设备安装技术及应用。在理论分析层面：重点是大型起重机械吊装就位点的地基承载力复核、起重机械各工况下的额定承载力复核、钢丝绳承载力及吊耳强度复核；在现场施工层面：重点是复核地下室侧墙洞口尺寸、地下室柱距和净高是否满足罐体通过要求，并对相关已完工程做好成品保护；在项目总承包管理层面：应提前做好兼顾各专业的全面策划，采取预留安装通道、加快设备采购、优化安装工艺、合理安排搭接面各分项工程施工顺序等措施，尽量避免因此类狭小密闭空间内的大型设备后装而产生额外的施工风险、措施支出。